结论 13

参考文献 14

致谢 15

1 前言 

1。1碳纳米材料发展概述 来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

1985年由60碳原子组成的“足球烯”C60 富勒烯（Fullerene）及碳纳米管（Carbon Nanotube, CNT）[2]的发现推进了新型碳材料研究的起步。在2004年，英国安德烈·撒姆和康斯坦丁·玛卡李奇[3]成功地在实验中分离出石墨烯，将新型纳米材料的研究推向了一个更高的层次。 

目前全球研究人员都对其进行密切研究，发现由于其独特的物理化学性质，使得石墨烯在化学，生物医学，物理，材料等多个领域具有广泛的发展前景。

1。2石墨烯的结构和性能 论文网

   石墨烯是碳原子以六边形排列紧密堆积形成的蜂窝状二维层状结构，是一种超轻材料，具有典型的半金属特性、力学性能和电学质量。在光学性能上，石墨烯几乎是完全透明的，单层石墨烯只吸收2。3%的光，不同层数的石墨烯，在显微镜下也会呈现不同的颜色。在导电学性能上，石墨烯在常温下的电子迁移率可达超过1500 cm2(V·s)-1 [4]，而电阻率可达108Ω·m。在热力学性能上，理论上石墨烯的比表面积达2630 m2·g-1[5],热导率可达5000W· (m。K)-1,硬度更是金刚石的3倍。

总之，这些优越的性能性能使得石墨烯在诸多领域都有广泛的应用，如催化，生物传感器，半导体器件，透明电极，透明传导膜，清洁能源设备等等。

1。3 石墨烯的制备 

近年来，由于石墨烯的优良性质，学术界和产业界有越来越多的研究人员参与到石墨烯的合成、性能与应用的研究中[6]。当前制备石墨烯的方法主要有模板法，外延晶体生长法，电化学法，溶剂热法，纯有机合成法，固态碳源生长法，氧化石墨还原法等等。

    如今，大多数开发人员通常采用氧化石墨还原法制备石墨烯，因该制备过程环保、高效、成本低、较容易实现。在氧化还原过程中，首先用氧化石墨法将天然磷状石墨与无水硝酸钠、过氧化氢、高锰酸钾和浓硫酸等物质反应，然后，采用超声波法制备氧化石墨烯分散体(GO)，然后，采用各种方法去除制备过程中石墨结构表面形成的氧官能团等缺陷，从而得到石墨烯。

    目前，常用的还原方法有紫外辅助还原，还原剂还原，热还原以及电化学还原法。氧化-还原法在高效简单的同时也存在一些缺陷，即制备的石墨烯存在一定的结构缺陷，如少量没还原的含氧基团，这些将导致石墨烯的一些物理，化学特性的受损，使得石墨烯的使用，特别是在电子器件领域的开发研究受到极大制约。

1。4石墨烯的应用 

随着新型碳材料不断发展进步，石墨烯因特殊的物理和化学等性质被普遍地适用于能源传输技术开发上。例如，石墨烯是新一代超级计算机的一个组成部分，由于其优异的结构和优异的性能，可以作为透明电极材料、电子受体、空穴收集器等。文献综述

石墨烯在电化学传感器中也是应用相对广泛的。因其具备较好的导电性[7]和宽的电位窗口，其作为电极修饰材料能够有效的传递电子，产生较好的电催化性能，因此广泛应用于电化学传感器和生物传感器的构建。

纳米电材料一直被认为是一种很好的储氢材料，以Ti和GO形成的复合材料可以作为一种新型的储氢材料。此外石墨烯在超级计算机中也是有着广泛使用的，然而单纯的石墨烯做电极材料电容量有限，所以一般用其复合材料通过特定的结构来提高石墨烯电极材料的电化学性能。